3/21/2014

BỔ THỂ

TS.BS. Phan Ngọc Tiến

2014

MỤC TIÊU
Trình bày những con đường hoạt hóa bổ thể khác nhau.
Hiểu cơ chế enzym và không enzym của sự hoạt hóa bổ thể
Trình bày tính chất sinh học của các sản phẩm hoạt hóa bổ thể.
Nêu ý nghĩa của hệ thống bổ thể trong sự đề kháng của ký chủ, sự viêm
và sự tổn hại của bản thân ký chủ.
Trình bày những cơ chế của sự điều hòa hoạt hóa bổ thể và các sản phẩm
của chúng.

1


3/21/2014

I. CHỨC NĂNG CỦA BỔ THỂ
Thuật ngữ bổ thể đề cập đến protein huyết thanh nhạy cảm nhiệt có
khả năng phân giải vi khuẩn, (Hoạt động của bổ thể bị hủy hoại (bị bất hoạt)
bởi huyết thanh đun nóng ở 560C trong 30’).
Tuy nhiên, bổ thể cũng có vai trò hỗ trợ cho sự đề kháng của ký chủ
theo nhiều con đường khác.
- Bổ thể opsonin hóa vi khuẩn để thúc đẩy sự thực bào;
- Bổ thể thu hút và hoạt hóa nhiều loại tế bào khác nhau gồm có
đại thực bào; đa nhân trung tính…

- Bổ thể có tham gia điều hòa đáp ứng kháng thể và nó có thể hỗ trợ
cho sự thanh lọc phức hợp miễn dịch và tế bào chết có chương trình
- Bổ thể có thể có các tác động gây hại đến bản thân ký chủ; nó
đóng góp vào cơ chế viêm và hủy hoại mô và khơi mào cho phản ứng phản
vệ.

Bổ thể gồm có 20 loại protein khác nhau trong huyết thanh được sản xuất
bởi nhiều loại tế bào đa dạng gồm có tế bào gan, đại thực bào, tế bào biểu
mô ruột.
Một số protein bổ thể gắn vào globulin miễn dịch hay các thành phần
màng của tế bào.
Số khác là những tiền enzym mà khi được hoạt hóa sẽ tạo ra một hay
nhiều protein bổ thể. Sự phân tách các protein bổ thể sẽ cho ra các mảnh
nhỏ giúp hoạt hóa tế bào, tăng tính thấm thành mạch hay opsonin hóa vi
khuẩn.

2


3/21/2014

(nhánh, bên)

II. QUÁ TRÌNH HOẠT HÓA BỔ THỂ
Sự hoạt hóa bổ thể có thể được chia thành bốn con đường (hình 1): con
đường cổ điển, đường lectin, con đường hoạt hóa không cổ điển (con đường
nhánh), và đường tấn công (hay ly giải) màng. Cả con đường cổ điển và không
cổ điển đều dẫn đến sự hoạt hóa C5 convertase và dẫn tới sự sản xuất C5b –
thành phần chủ yếu của sự hoạt hóa con đường tấn công qua màng.


Men chuyển C5

3


3/21/2014

A. CON ĐƯỜNG CỔ ĐIỂN
Sự hoạt hóa C1(hình 2)
C1 có 3 loại protein khác nhau (C1q, C1r và C1s), gắn vào vùng Fc của
IgG và IgM, các kháng thể này đã gắn với kháng nguyên, và sự gắn kết bổ
thể vào Fc đòi hỏi phải có ion canxi và magie.
Sự gắn của C1 từ C1q, và C1q phải liên kết với tối thiểu 2 phân tử
kháng thể trước khi nó được cố định chắc chắn. Sự gắn của C1q dẫn tới
sự hoạt hóa C1r và sau đó đến lượt C1s.
Kết quả: hình thành “C1qrs” hoạt hóa, là enzyme phân tách C4 thành
các mảnh C4a và C4b.

Sự hoạt hóa C4 và C2 ( Sự hình thành C3 convertase)
Các mảnh C4b gắn vào màng và các mảnh C4a được phóng thích vào môi
trường nội môi. “C1qrs” được hoạt hóa cũng phân tách C2 thành C2a và
C2b. C2a gắn vào màng có liên kết với C4b, và C2b được phóng thích vào
môi trường. Phức hợp C4bC2a hay còn gọi là C3 convertase, sẽ phân tách C3
thành C3a và C3b.
Sự hoạt hóa C3 ( Sự hình thành C5 convertase)
C3b gắn vào màng có liên kết với C4b và C2a, và C3a được phóng thích
vào môi trường. C4bC2aC3b hay còn gọi là C5 convertase. Sự hình thành
của C5 convertase là kết thúc con đường cổ điển.
Một vài sản phẩm của con đường này có các hoạt tính sinh học góp phần
vào cơ chế đề kháng của ký chủ và cũng có thể dẫn tới các tác động có hại

nếu được tạo ra mà không có cơ chế điều hòa. Bảng 2 tóm tắt các hoạt động
sinh học của con đường bổ thể cổ điển.

4


3/21/2014

C4bC2aC3b

5


3/21/2014

Nếu con đường cổ điển không được điều hòa, sẽ có sự sản xuất tiếp tục
của C2b, C3a, and C4a. Do đó, phải có những đường điều hòa hoạt động của
con đường cổ điển. Bảng 3 tóm tắt những yếu tố điều hòa con đường cổ điển

Sự quan trọng của C1-INH trong sự điều hòa của quá trình cổ điển được
chứng tỏ qua mô hình thí nghiệm khiếm khuyết chất kìm hãm này. Thiếu hụt
C1-INH có liên hệ với sự hình thành bệnh lý phù mạch di truyền.

B. CON ĐƯỜNG LECTIN
Con đường Lecithin (hình 3) cũng tương tự lộ trình cổ điển, được khởi
đầu bởi sự gắn của lectin gắn mannose (MBL) với bề mặt vi khuẩn có hiện
diện các polysaccharides chứa mannose (mannans).
Sự gắn của MBL với một tác nhân bệnh lý dẫn đến sự liên kết của hai
protease, MASP-1 và MASP-2 (MBL-associated serine proteases). MASP-1
và MASP-2 tương tự như C1r và C1s, và MBL tương tự C1q.

Sự hình thành của phức hợp 3 phân tử MBL/MASP-1/MASP-2 dẫn tới
hoạt hóa của MASPs và sự phân chia các dưới đơn vị của C4 thành C4a và
C4b. Mảnh C4b gắn vào màng và mảnh C4a được phóng thích vào vi môi
trường.

6


3/21/2014

MASPs được hoạt hóa cũng phân chia C2 thành C2a và C2b. C2a gắn
vào màng trong mối liên kết với C4b và C2b và cùng được phóng thích vào
môi trường.
Phức hợp C4bC2a được tạo ra là một C3 convertase, sẽ phân chia C3
thành C3a và C3b. C3b gắn vào màng gắn với C4b và C2a và C3a thì được
phóng thích vào môi trường.
C4bC2aC3b là C5 convertase. Sự tạo thành C5 convertase là điểm kết
thúc của con đường lectin. Các hoạt động sinh học và protein điều hòa của
đường lectin tương tự với đường cổ điển.

7


3/21/2014

C. CON ĐƯỜNG NHÁNH (BÊN)
Con đường không cổ điển bắt đầu với sự hoạt hóa của C3 và cần phải
có Yếu tố B và D và cation Mg++, có trong huyết thanh bình thường.
Vòng khuếch đại sự hình thành C3b (Hình 4)
Trong huyết thanh luôn xảy ra quá trình thủy phân tự phát ở mức độ nhỏ

của C3 để tạo ra C3i. Yếu tố B gắn vào C3i và trở nên nhạy hơn với yếu tố D,
là yếu tố phân tách yếu tố B thành Bb. Phức hợp C3iBb hoạt động như một C3
convertase và phân tách C3 thành C3a và C3b. Một khi C3b được tạo thành,
yếu tố B sẽ gắn vào nó và trở nên nhạy với sự phân tách của yếu tố D. Phức
hợp C3bBb hình thành là một C3 convertase sẽ tạo ra thêm nhiều C3b, do vậy
sẽ khuếch đại sự sản xuất C3b. Nếu quá trình này tiếp diễn mà không có kiểm
soát, kết quả sẽ là giảm sụt nồng độ C3 trong huyết thanh. Do vậy, sự sản
xuất đột ngột của C3b được kiểm soát khá chặt chẽ.

8


3/21/2014

2. Kiểm soát vòng khuếch đại (Hình 5 và 6)
Do C3b được tạo ra đột ngột sẽ gắn lên màng tế bào ký chủ tự thân, nó
tương tác với DAF (decay accelerating factor), sẽ khóa sự liên kết của yếu tố B
với C3b do đó ngăn chặn sự hình thành thêm của C3 convertase. Hơn nữa,
DAF thúc đẩy sự tách rời của Bb khỏi C3b trong C3 convertase đã được tạo
thành, do đó ngăn chặn sự sản xuất thêm C3b. Một số tế bào có loại receptor
bổ thể 1 - complement receptor 1 (CR1). Sự gắn của C3b vào CR1 tạo thuận
lợi cho sự thoái giáng enzym của C3b bởi yếu tố I. Bên cạnh đó, gắn C3
convertase (C3bBb) vào CR1 cũng làm tách rời sự liên kết Bb ra khỏi phức
hợp. Do đó, trong những tế bào có những thụ thể CR1 này, CR1 sẽ đóng vai
trò kiểm soát vòng khuếch đại.

Cuối cùng, yếu tố H có thể gắn vào C3b dính trên tế bào và tạo thuận lợi
cho sự thoái giáng enzym của C3b bởi yếu tố I.
Như vậy, vòng khuếch đại cũng được kiểm soát bởi
Khóa sự hình thành của C3 convertase,

Tách rời liên kết C3 convertase, hay bởi
Sự tiêu thụ C3b.
Tầm quan trọng của việc kiểm soát vòng khuếch đại được thấy trên
những bệnh nhân có sự thiếu hụt về gen chi phối yếu tố H hay I. Những bệnh
nhân này có sự thiếu hụt C3 và tăng tính mẫn cảm với các yếu tố nhiễm
trùng.

9


3/21/2014

10


3/21/2014

3. Bền vững hóa C convertase bởi chất hoạt hóa (bảo vệ) bề mặt (Hình
7)
Khi được gắn vào một chất hoạt hóa thích hợp trong con đường không cổ
điển, C3b sẽ gắn vào yếu tố B, rồi được phân tách bằng enzym bởi yếu tố D
để sản xuất C3 convertase (C3bBb). Tuy nhiên, C3b đề kháng với sự thoái
giáng bởi yếu tố I và C3 convertase nên không được thoái giáng nhanh
chóng, do được bền vững hóa bởi các yếu tố bề mặt. Phức hợp còn được
bền vững hóa bởi properdin gắn vào C3bBb.
Các chất hoạt hóa của con đường không cổ điển là những thành phần trên
bề mặt của tác nhân gây bệnh và bao gồm: LPS của vi khuẩn Gram-âm và
vách tế bào của một số vi khuẩn và men. Do đó, khi C3b gắn vào một chất
hoạt động bề mặt, C3 convertase tạo thành sẽ bền vững và tiếp tục tạo thêm
C3a và C3b nhờ sự phân tách C3.


11


3/21/2014

4. Sự hình thành của C5 convertase (hình 8)
Một số C3b được tạo ra bởi C3 convertase được bền hóa trên bề mặt chất
hoạt động liên kết với phức hợp C3bBb để tạo ra phức hợp C3bBbC3b. Đây
là C5 convertase của con đường không cổ điển.
Sự hình thành của C5 convertase là điểm cuối của con đường không cổ
điển.
Con đường không cổ điển có thể được hoạt hóa bởi nhiều vi khuẩn Gram
âm, một số vi khuẩn gram dương và vài virus và ký sinh trùng.

Do vậy, con đường không cổ điển của hoạt hóa bổ thể giữ một vai trò
khác của sự bảo vệ chống lại vài tác nhân sinh bệnh trước khi phối hợp với
một đáp ứng kháng thể. Thiếu hụt C3 dẫn tới tăng tính mẫn cảm với những
tác nhân này. Con đường không cổ điển có thể là con đường đầu tiên, còn
con đường cổ điển và Lectin được phát triển từ đó.
Con đường cổ điển giữ vai trò đề kháng không đặc hiệu chống lại nhiễm
trùng mà không kèm theo sự tham gia của kháng thể và do đó giữ vai trò đầu
tiên trong sự đề kháng chống lại một số lượng lớn các tác nhân sinh bệnh.

12


3/21/2014

CON ĐƯỜNG TẤN CÔNG (LY GIẢI) MÀNG (hình 9)

C5 convertase từ con đường cổ điển (C4b2a3b), Lectin (C4b2a3b) hay
không cổ điển (C3bBb3b) phân tách C5 thành C5a và C5b. C5a tồn tại trong
huyết thanh và C5b nhanh chóng liên kết với C6 và C7 và đính vào màng. Tuần
tự theo đó C8 gắn vào, được theo sau bởi vài phân tử C9. Những phân tử C9
tạo nên một lõi trong màng mà qua đó các thành phần trong tế bào thoát ra và
sự ly giải xuất hiện.
Sự ly giải không phải là một quá trình sử dụng enzym; và được cho là do
tổn hại về vật lý lên màng tế bào.
Phức hợp bao gồm C5bC6C7C8C9 được gọi dưới tên là phức hợp tấn
công màng (membrane attack complex (MAC)).

13


3/21/2014

C5a được tạo thành trong con đường ly giải có một số khả năng hoạt
động sinh học . Nó là chất sinh phản ứng phản vệ mạnh nhất. Hơn nữa, nó
là yếu tố hóa động cho bạch cầu trung tính và kích thích đại thực bào sản
xuất các cytokine gây viêm. Hoạt động của nó được kiểm soát bởi khả năng
bất hoạt của carboxypeptidase B (C3-INA).
Một số phức hợp C5b67 được tạo thành có thể tách rời khỏi màng và đi
vào trong huyết tương, có thể gắn vào tế bào lân cận và dẫn tới sự ly giải
của chúng. Quá trình tổn hại tế bào lân cận được ngăn chặn bởi Protein S
(vitronectin). Protein S gắn vào phức hợp hòa tan C5b67 và ngăn ngừa sự
gắn của nó vào tế bào khác.

14



3/21/2014

Tài liệu
Roitt, Brostoff, Male. Immunology 6th Edition, Mosby, 2002

15